考研數學中線性代數在出題的過程中,難度也不小,所以考生們不得忽視,下面,小編就系統地和大家梳理線性代數的考點。
在線性代數這一學科中,“秩”幾乎算是一個最難的概念了,它的難點在于“秩”有兩個定義,一個是矩陣的秩,一個是向量組的秩。所謂矩陣的秩,指的是矩陣最高階非零子式的階數,而向量組的秩指的是向量組的極大線性無關組中向量的個數。
那這兩個秩之間有什么聯系呢?其實,要回答這個問題,我們可以從矩陣與向量之間的聯系入手。在學習向量的概念時,我們已經提及過,向量其實就是一個特殊的矩陣—— 維行向量是一個n行1列的矩陣,而 維列向量是一個n行1列的矩陣。另一方面,矩陣也可以寫成向量的形式,若將一個矩陣 按行分塊,可以將其寫成一個列向量的形式:
所以,對于一個矩陣,我們可以從三個角度去分析它的秩。第一,就是矩陣的秩,它表示的是矩陣非零子式的最高階數;第二,是矩陣的行秩,指的是矩陣的行向量組的極大線性無關組中向量的個數;第三,矩陣的列秩,指的是矩陣的列向量組的極大線性無關組中向量的個數。
關于這三個秩的關系,我們有一個定理:矩陣的行秩等于列秩且等于矩陣的秩。
從這個定理可知,矩陣的這三個秩是相同的,明確這一點,對我們以后的學習有兩個方面的意義。第一,既然這三個秩相同,那我們以后就可以對它們三個不加區分,因為,它們都表示矩陣的秩。第二,這個定理為我們解決與秩相關的問題打開了一個新的思路。以后,在求向量組的秩時,我們可以將其轉化成求矩陣的秩,相應的,求矩陣的秩時,可以轉化成求向量組的秩。比如,我們在實際計算矩陣的秩時,可以先將其通過初等行變換,化成階梯型矩陣,然后看非零行,非零行的個數就等于矩陣的秩。之所以可以這樣做,是因為,在階梯型矩陣中,一個非零行對應著一個主元,而一個主元就對應著極大線性無關組中的一個向量,所以非零行的個數就等于極大線性無關組中向量的個數,而極大線性無關組中向量的個數就是矩陣的秩。所以,非零行的個數就等于矩陣的秩。
所以,學到這兒,我們會發現,矩陣的秩與向量組的秩其實就是同一個概念的兩種不同表達形式,以后,在求矩陣的秩時,我們只需求矩陣的秩、行秩、列秩三個當中的任何一個就可以了。
2016年考研復習已經開始了,希望考生能夠好好利用,做好規劃。